Verpackungsmaschine
Diese Erfindung betrifft eine Maschine zur Verpakkung von Gegenständen, wie Pillen, in Vertiefungen, die in einem Blatt aus thermoplastischem Material ausgebildet sind.
Die Maschine ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, um einen Bereich dieses Blattes einer ersten Temperatur auszusetzen, die genügt, um diesen Bereich zu erweichen, um die Ausbildung von Vertiefungen in diesem Bereich zu ermöglichen, indem auf diesen Bereich ein iDruck ausgeübt wird, und durch eine Einrichtung, um die übrigen Bereiche dieses Blattes auf einer zweiten Temperatur zu halten, die unter der genannten Erweichungstemperatur liegt, um die Zerstörung dieser übrigen Bereiche infolge des genannten Druckes zu verhindern.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei handelt es sich um eine Maschine zur Verpackung von medizinischen Pillen, d e andererseits aber auch zur Verpackung von andern Gegenständen abgeändert werden kann.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht dieser Maschine,
Fig. 2 einen vergrösserten Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrösserte, perspekt. vische Ansicht des in Fig. 1 ganz links dargestellten Teils der Maschine,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 2,
Fig. 7 den in Fig. 6 eingezeichneten Bereich 7 in vergrösserter IDarstellung,
Fig. 8 einen'Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 6,
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 in Fig. 6,
Fig. 10 einen vergrösserten Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 1,
Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig.
10,
Fig. 12 einen Schnitt längs Ider Linie 12-12 in Fig.
11,
Fig. 13 eine vergrösserte, perspektivische Ansicht der Beschickungsvorrichtung, die die Pillen in die Aussparungen bringt, die in einem Trägerblatt ausgebildet sind,
Fig. 14 eine vergrösserte, perspektivische Ansicht der Wärmeversiegeiungsvorrichtun g, mit welcher die Pillen in den Aussparungen luftdicht abgeschlossen werden,
Fig. 15 eine vergrösserte, perspektivische Ansicht des Schnittwerkzeuges, welches die fertige, sogenannte Blisterpackung aus dem Grundmaterial ausschneidet, aus dem die Packung hergestellt ist,
Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie 16-16 in Fig.
15,
Fig. 17 eine vergrösserte, perspektivische Ansicht der Vorschubvorrichtung, die ganz rechts in Fig. 1 dargestellt ist,
Fig. 18 einen Schnitt längs der Linie 18-18 in Fig.
17,
Fig. 19 ein Arbeits-diagramm, das die einzelnen Arbeitsschritte in ihrer Reihenfolge zeigt,
Fig. 20 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Blister-Packung, die mit dieser Vorrichtung gemäss dem entsprechenden Verfahren hergestellt werden kann, und
Fig. 21 einen schematischen Plan der Schaltung, mit der die Maschine gesteuert wird.
Bekannte Verfahren zur Herstellung von Blister Packungen bestehen darin, dass ein Blatt aus thermoplastischem Material in der gewünschten Grösse geschnitten wird und dass dieses einzeln einem erhitzten Stempel zugeführt wird, der die Aussparungen zur Aufnahme von Pillen ausbildet, worauf das Blatt einzeln einer Beschikkungsstelle zugeführt wird, an der ein Bedienungsmann eine Bestimmte Anzahl von Pillen in die Aussparungen einlegt. An dieser oder an einer anderen Stelle wird ein vorher hergestelltes, einzelnes Deckblatt auf das Trägerblatt gelegt und die folienartigen Blätter werden einem Hitzeverfahren unterzogen, um die Blätter mit den Pillen dazwischen zusammenzukleben.
Die Ursache für dieses offensichtlich unwirtschaffli- che Verfahren legt darin, dass das Trägerblatt über seine ganze Fläche erhitzt wird und hernach keinen seitlichen Spannungen unterworfen werden kann, bis es genug abgekühlt ist, so dass es seine ursprüngliche Zugfestigkeit wieder erhalten hat. Dadurch wird dieses Arbeitsverfahren verlangsamt. Im weitern bedingt das Verfahren des Erhitzens des Trägerblattes über seine ganze Oberfläche ebenfalls, dass es unmöglich ist, Trägerblätter von einer kleinen als einer minimalen Breite oder Dicke zu verwenden, weil der Druck, der ausgeübt wird, um die Aussparungen im Trägerblatt auszubilden, ebenfalls die anliegenden und die Randbereiche des Trägerblattes beschädigt.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht demnach in der Aufzeigung eines Verpackungsverfahrens und einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit der relativ leichte sowie relativ schwere Blätter erfolgreich verarbeitet werden können.
Ein weiterer Zweck dieser Erfindung liegt in der Aufzeigung eines Verpackungsverfahrens und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei die einzelnen Arbeitsschritte des Ausbildens des Trägerblattes mit Aussparungen, des Deponierens von Pillen oder andern Gegenständen in diesen Aussparungen, des Aufbringens und Verklebens eines Deckblattes zum Abschluss der Pillen in ihren Aussparungen und des Ausschneidens der fertiggestellten Packungen zeitsparend und selbsttätig ausgeführt werden.
Gemäss den Figuren 1 und 19 weist diese Maschine 6 unabhängig voneinander angeordnete, gegenseitig zu sammenwirkende Einheiten auf, die an Stellen A bis und mit F angeordnet sind, an denen die verschiedenen Verfahrensschritte gleichzeitig und nacheinander folgend ausgeführt werden.
Allgemein gesprochen wird das Trägerblatt aus thermoplastischem Material erhitzt, um in diesen die Ausbildung von Aussparungen zur Aufnahme von Pillen zu ermöglichen. Diese Erwärmung erfolgt an der Stelle A. Die Aussparungen im Trägerblatt werden an der Stelle B ausgebildet. Die Pillen werden an der Stelle D in die Aussparungen eingefüllt, während das Deckblatt auf das Trägerblatt aufgebracht wird, während sich dieses der Stelle D nähert, wo das Deckblatt und das Trägerblatt zusammengeklebt werden. Die folienartigen, verklebten Träger- und Deckblätter werden mit den Pillen dazwischen an der Stelle E geschnitten und die Reste der folienartigen Blätter werden an der Stelle F intermittierend in bestimmten Schritten vorgezogen, um die aufeinanderfolgenden Teile des Träger- und Deckblattes den aufeinanderfolgenden Arbeitsstellen zuzuführen.
Im folgenden sind die einzelnen Einrichtungen an den Stellen A bis F beschrieben. In diesem Zusammenhang braucht lediglich gesagt zu werden, dass die einzelnen Verfah renssehritte an den Stellen A bis E automatisch und gleichzeitig ausgeführt werden, wobei die Wirkung der einzelnen Einrichtungen im folgenden beschrieben wird.
An der Stelle A befindet sich eine Einrichtung zur Vorbehandlung des Trägerblattes. Gemäss den Fig. 1 bis 6 besteht der erste Verfahrensschritt darin, dass der mittlere Bereich des Trägerblattes S erweicht wird. Das wird mittels der Einrichtung an der Steile A erreicht, die eine hohle, obere und ortsfeste Platte 30 aufweist, die mit Randfächern 32 und 33, die durch eine Leitung 34 mit Kühlwasser oder einem andern geeigneten Kühlmittel versorgt werden, und mit einem Kühlmittelülberflussbehälter 35 versehen ist, aus dem das zugeführte Wasser, bzw. Kühlmittel durch eine Leitung 36 abgezogen wird.
Der mittelre Bereich 38 der oberen Platte 30 wird mittels eines verriegelbaren Widerstandselementes 39 erhitzt, das durch eine Leitung 40 gespiesen wird.
Die Einrichtung zur Vorbehandlung des Trägerblattes bei der Stelle A weist im weitern eine untere, vertikal hin- und herbewegbare Platte 42 auf, deren mittlerer Bereich bevorzugterweise, aber nicht notwendigerweise mittels eines regelbaren Widerstandselementes 44 erhitzt wird, das durch eine Leitung 46 gespiesen wird. Die Platte 42 wird mittels geeigneter Führungseinrichtungen hin- und herbewegt, bei denen es sich beispielsweise um einen doppelt wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinder 46 handelt, der die untere Platte in zeitlicher Abhängigkeit aufeinander folgender Arbeitsschritte betätigt, wie das im folgenden beschrieben werden wird.
An dieser Stelle reicht es, zu sagen, dass, wenn de untere Platte in den Anschlag mit der Oberplatte gehoben wird, die erhitzten mittleren Bereiehe der Platten den mittleren Bereich 47 des Trägerblattes erhitzt, während die gekühlten Wandbereiche der Platten die Randbereiche M des Trägerblattes kühl genug halten, um die notwendige Zugfestigkeit aufrechtzuerhalten, um zu ermöglichen, dass die lamellenartigen Blätter intermittierend gezogen werden, was mit der Zugeinrichtung bewirkt wird, die an der Stelle F gezeigt ist, um aufeinander folgende Bereiche der Blätter aufeinander folgenden Stellen zuzuführen, ohne dass eine Beschädigung oder Zerstörung der aufgeweichten Bereiche des Blattes stattfinden würden.
Die Wärmemenge, die an der Stelle A dem Trägerblatt zugeführt wird, kann aus Handbüchern ermittelt werden, in denen die Schmelzpunkte für verschiedene synthetische, transparente oder durchscheinende Blattmaterialien oder für verschiedene Materialien angegeben sind. Aber einfachheitshalber werden im folgenden Beispiele verschiedene Materialien angegeben.
Die Ausbildung von Aussparungen erfolgt an der Stelle B. Gemäss den Figuren 1, 6 bis 9 und 20 wird der zweite Schritt, bei dem die Ausbildung der Aussparungen im erweichten mittleren Bereich 47 des Trägerblattes erfolgt, mittels der Einrichtung ausgeführt, die an der Stelle B dargestellt ist. Diese Einrichtung weist eine obere Platte 50 auf, die mittels eines doppelt wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Zylinders 51 vertikal hin- und herbewegt wird, und die herabhängende Ansätze 52 aufweist. Im weitern enthält diese Einrichtung eine untere Platte 53, die Bohrungen oder Aussparungen 54 aufweist und die mittels eines doppelt wirkenden Zylinders 56 hin- und herbewegt wird, der in Fig. 6 gezeigt ist.
Die Grösse, Anzahl, Form und Verteilung der Ansätze variiert mit der Grösse, Anzahl, Form und Verteilung der Aussparungen oder Taschen 55 (vergleiche Fig. 9), die im Trägerblatt ausgebildet werden sollen.
In diesem Zusammenhang reicht es aber, herauszustreichen, dass, wenn die obere und untere Platte zusammengebracht werden, die Ansätze 52 und die Aussparungen 54 zusammenwirken, um die Aussparungen 55 im Trägerblatt auszubilden.
Die praktische Erfahrung lehrt, dass, wenn die Aussparungen 55 durch blossen Eingriff der Ober- und Unterschnitte ausgebildet werden, der Übergangsbereich der Aussparung in das Trägerblatt einen unerwünscht grossen Radius aufweist. Ebenfalls hat sich gezeigt, dass es im Interesse eines besseren Verschlusses und einer vorteilhafteren Erscheinung wünschenswert ist, dass die Ubergangsbereiche der obern Ränder der Aussparungen 55 bezüglich der Ebene des Trägerblattes senkrecht stehen, so dass aus einem Vertikalschnitt durch einen beliebigen Teil einer Aussparung 55 ersichtlich wird, dass die vertikale Wand der Aussparung in einem scharfen Winkel in die Ebene des Trägerblattes übergeht.
Gemäss dieser Vorrichtung wird diese Schwierigkeit dadurch überwunden, dass die Ansätze 52 einer Saugwirkung ausgesetzt werden (Fig. 6). Das wird mittels einer Leitung 59 erreicht, die von Öffnungen 58, die bei den herabhängenden Ansätzen 52 vorgesehen sind, zu einer Vakuumquelle führt, die nicht dargestellt ist. Dank dieser Anordnung gehen die Wände der Aussparungen 55 in einem scharfen, rechten Winkel in das Trägerblatt über. Es scheint, dass diese Saugwirkung an den Öffnungen 58 die erweichten Bereiche des Trägerblattes, die die Ansätze 52 umgeben, straff gegen die flache Unterseite der Platte 30 hält, so dass nur das Material zur Ausbildung der Aussparungen 55 gestreckt wird, das die Ansätze bündig umgibt.
Das Einfüllen der Pillen in die Aussparungen erfolgt an der Stelle C. Gemäss den Figuren 1, 10 bis 13, 19 und 20 weist die Vorrichtung zum Ablegen der Pillen 60 in den Aussparungen 55 eine ortsfeste Platte 61 auf, über die das mit Aussparungen 55 versehene Trägerblatt intermittierend zwischen Führungen 63 mittels einer an der Stelle F vorgesehenen Zugvorrichtung gezogen wird.
Die Platte 61 ist durch geeignete Stege 62 gehalten, und über dem linken Ende der Stelle C, wo die Pillen eingefüllt werden, ist ein Füllschacht 65 vorgesehen, der zur Verteilung der Pillenzufuhr an das darunter liegende und mit Aussparungen versehene Trägerblatt vorgesehen ist.
Um zu gewährleisten, dass alle Aussparungen im Trägerblatt ausgefüllt sind, und dass keine überzähligen Pillen weiter zur Stelle D getragen werden, wo die Pillen versiegelt werden, ist eine Wischvorriehtung vorgesehen, die Pillen in die Aussparungen schiebt und die solche Pillen von der Oberfläche des Trägerblattes entfernt, die nicht in Aussparungen sind. Diese Vorrichtung weist einen Wagen 64 auf, von dem herab eine oder mehrere Bürsten 66 hängen, von denen eine nahe dem Eingang und eine nahe dem Ausgang der Stelle C angeordnet ist.
Es ist ersichtlich dass der untere Rand der Bürste, die nahe dem Ausgang der Stelle C angeordnet ist, näher am Trägerblatt ist, als der untere Rand der übrigen Bürsten, vergleiche Fig. 11. Der Wagen 64 wird mittels eines oder mehrerer doppelt wirkenden Zylinder 67 vertikal hinund herbewegt. Im weitern wird er mittels eines doppelt wirkenden Zylinders 68 in horizontaler Richtung hinund herbewegt, wobei der Kolben 69 dieses Zylinders mit dem Wagenrahmen verbunden ist, vergleiche Fig.
13. Auf Grund dieser Anordnung wird der Wagen schrittweise zuerst aufwärts bewegt um die Bürsten zu heben, hernach in horizontaler Richtung nach rechts bewegt, wie das in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist, und darauf abwärts bewegt, um die Bürsten in unmittebare Nähe oder in Berührung mit dem Trägerblatt zu bringen und schliesslich in horizontaler Richtung nach links bewegt, so dass die Bürsten die Pillen in leere Aussparungen wischen, sofern solche zur Verfügung stehen und so dass alle Pillen, die nicht in Aussparungen 55 eingesetzt sind, von der Oberfläche des Bereiches des Blattes, das die Stelle C verlässt, gewischt werden. Diese Pillen gelangen nun wieder zum Bestand der Pillen, die aus dem Zuführschacht auf die ankommenden Bereiche des Trägerblattes fallen.
Die Verseigelung der Pillen erfolgt an der Stelle D gemäss den Fig. 1 und 14. Während sich das Trägerband von der Stelle C wegbewegt, trifft es mit einem Deckblatt 70 auf, das von einer Rolle 71 abgewickelt wird und über dem Trägerblatt liegt. Das Deckblatt 70 kann aus Folie, Papier oder aus anderem Material bestehen, das durch die Anwendung von Hitze und Druck auf das Trägerblatt geklebt werden kann. Die Vorrichtung zum Verschmelzen des Trägerblattes mit dem Deckblatt weist eine obere ortsfeste Platte 72 auf, die mittels Widerstandselementen regelbar erhitzt werden kann. Bei diesen Widerstandselementen handelt es sich um solche, die im Zusammenhang mit der Stelle A zur Erhitzung der Platten beschrieben wurden und die in Fig. 4 dargestellt sind.
Die letztgenannte Vorrichtung weist im weitern eine untere Platte 73 auf, die mit Aussparungen 74 zur Aufnahme der Aussparungen 55, die eine Pille enthalten und im Trägerblatt S ausgebildet sind, vorgesehen sind.
Die untere Platte 73 ist mittels eines doppelt wirkenden Zylinders 76 vertikal hin und her in und aus dem Anschlag mit der oberen Platte 72 bewegbar, um das Deckblatt mit dem Trägerblatt S zu verkleben.
Das Aufteilen der fertigen Packungen erfolgt an der Stelle E gemäss den Figuren 15, 16 und 20. Der Abschnitt 80, der in Fig. 20 dargestellt ist, und Pillen enthält, wird mittels eines Schnittwerkzeuges an der Stelle E ausgeschnitten. Dieses Schnittwerkzeug weist eine obere, ortsfeste Matrize 81 und eine untere, bewegbare Matrize 82 auf, die aus Aussparung aufweist, die der Grösse und der Form des Abschnittes entspricht, der geschnitten werden soll, und die mittels eines Zylinders vertikal hin und herbewegt werden kann. Die Abschnitte, die an der Stelle E ausgeschnitten werden, fallen in eine Rutsche 88, die diese an ein Förderorgan oder an einen Behälter abgibt, der nicht dargestellt ist.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Muster der Aussparungen 55, in denen Pillen angeordnet werden, rechteckig, was sich aus den Fig. 8, 9 und 20 ergibt. Dabei ist es selbstverständlich, dass die Pillen aufnehmenden Aussparungen nach irgend einem erwünschten Raster angeordnet werden können.
Das Deckblatt 70 kann aus thermoplastischem Material oder aus Papier oder Karton bestehen, wobei der Name des Produktes, Dosierungsvorschriften und der Name des Herstellers etc. aufgedruckt sein können.
An der Stelle F befindet sich die Vorschubvorrichtung gemäss den Fig. 17 und 18. Das Trägerblatt S, aus dem das folienartige Deckblatt 70 angeordnet ist, wird von links nach rechts gezogen, wie das in Fig. 1 gezeigt st. Dieser Vorschub erfolgt durch eine Vorschubvorrichtung, welche in die seitlichen Randbereiche des Blattes eingreift, mit anderen Worten, diese Vorrichtung greift in diese Bereiche der folienartigen Blätter, die nach dem Ausschneiden der Bereiche übrig bleiben, die die Pillen enthalten. Diese Vorrichtung enthält einen ortsfesten Greifer 90 und einen horizontal bewegbaren Greifer 92.
Der Ortsfeste Greifer 90 weist eine Anzahl von im Abstand angeordneten Paaren von Klammern auf, von denen jede eine ortsfeste, obere Klaue 93 und eine bewegliche, untere Klaue 94 aufweist. Die letztgenannte Klaue ist vertikal in eine obere, klemmende und in eine untere, lösende Lage bewegbar. Diese Bewegung erfolgt mittels eines Zylinders 95. Wenn die Klaue 94 gegenüber der Klaue 93 geschlossen ist, so wird das Trägerblatt S entgegen der Bewegung gehalten. Der bewegbare Greifer 92 weist ebenfalls obere, ortsfeste Klauen 97 und untere, bewegbare Klauen 99 auf, welch letztere in Eingriff mit den Klauen 97 aufwärts und abwärts aus dem Eingriff mit diesen Klauen bewegbar ist. Diese Bewegung erfolgt mittels des Zylinders 100. Der bewegbare Greifer 92 ist zusätzlich mittels des Kolbens 96 des Zylinders 98 horizontal hin und herbewegbar.
Der bewegbare Greifer 92 ist auf Führungsschienen 102 gegen den und weg von dem ortsfesten Greifer 90 verschiebbar angeordnet. Die klemmenden Klauen des bewegbaren Greifers liegen ausserhalb der Flucht der Klauen des ortsfesten Greifers, so dass, wenn der bewegbare Greifer in seine äusserste, linke Lage bewegt wird, wie das in den Fig. 1 und 17 dargestellt ist, die Klauen des bewegbaren Greifers zwischen den Klauen des ortsfesten Greifers zu liegen kommen. Die Bewegung des ortsfesten und des bewegbaren Greifers setzen sich folgendermassen zusammen: Der bewegbare Greifer 92 wird mittels des Kolbens 96 bei offenen Klauen gemäss Fig. 17 nach links bewegt, so dass seine Klauen zwischen den Klauen des ortsfesten Greifers 90 zu liegen kommen.
Mittels eines Zylinders 92 werden an diesem Punkt die Klauen des Haltegreifers 90 geöffnet, um das lamellenartige tragende Blatt und das Deckblatt loszulassen, wobei im wesentlichen gleichzeitig die Klauen des bewegbaren Greifers 92 geschlossen werden, um diese Blätter zu ergreifen.
Sobald sich die Klauen des bewegbaren Greifers auf den Blättern geschlossen haben, zieht der Kolben 96 den bewegbaren Greifer 92 gemäss Fig. 17 nach rechts, um die lamellenartigen Blätter über eine Strecke vorzuziehen, die genügt, um den vorbehandelten Bereich des Trägerblattes von der Stelle A zur Stelle B zu bewegen, an der die Aussparungen ausgebildet werden, beziehungsweise um den mit Aussparungen versehenen Bereich des Blattes von der Stelle B zu Stelle C zu bewegen, an der die Pillen eingefüllt werden, bzw. um die Bereiche des Trägerblattes, die mit Pillen aufgefüllt sind, sowie das darüber liegende Deckblatt zur Stelle D zu ziehen, an der die Verschweissung erfolgt, bzw. um die gefüllten und versiegelten Bereiche der lamellenartigen Blätter von der Stelle D nach der Stelle E vorzuziehen, an der die verschweissten Packungen abgetrennt werden.
Indem die verschiedenen Zylinder, auf die Bezug genommen wurde, pneumatisch oder hydraulisch betätigbar sein können, und in dem diese ersetzbar sind durch Solenoide, durch Motoren oder andere konventionelle Betätigungsmittel und indem der Aufbau und die Wirkungsweise dieser Zylinder grundsätzlich bekannt sind, wurden sie weder dargestellt noch beschrieben.
Ebenso können die Zylinder und/oder andere Betätigungsmittel durch irgendwelche bekannte Nocken- und Stromkre. sanordnungen betätigt werden, die durch den Fachmann mit Leichtigkeit zusammengestellt werden können. Aber der Einfachheit halber ist eine solche Anordnung in Fig. 21 schematisch dargestellt.
Die dargestellte Einrichtung weist einen Motor auf, der eine Nockenwelle 104 antreibt, die eine Anzahl von Nocken trägt, die nicht dargestellt sind, und die zum Schliessen von normalerweise offenstehenden Schaltern vorgesehen sind, um die verschiedenen Zylinder in zeitlicher Abhängigkeit zu erregen.
Für die dargestellte Verpackungsmaschine ist ein Ventil V46 zur Betätigung des Zylinders 46, ein Ventil V51 zur Betätigung des Zylinders 51, ein Ventil V56 zur Betätigung des Zylinders 56, ein Ventil V67 zur Betätigung des Zylinders 67, ein Ventil V68 zur Betätigung des Zylinders 68, ein Ventil V76 zur Betätigung des Zylinders 76, ein Ventil V86, zur Betätigung des Zylinders 86, ein Ventil V95, zur Betätigung des Zylinders 95, ein Ventil V86 zur Betätigung des Zylinders 86, ein Ventil V95 zur Betätigung des Zylinders 95, ein Ventil Val 00 zur Betätigung des Zylinders 100 und ein Ventil V98 zur Betätigung des Zylinders 98 vorgesehen.
Die Ventile ihrerseits werden betätigt, indem die entsprechenden Schalter 110 bis und mit 119 geschlossen werden, die durch die Nocken auf der Nockenwelle 104 mittels des Motores M gesteuert werden.
Es ist selbstverständlich, dass die Bewegung der Zylinder 67 und 68 in zeitlicher Abhängigkeit und bezüglich der Ventile erfolgen muss, die die Arbeitsbewegungen an den Stellen steuern, und dass dasselbe für die Zylinder 95, 100 und 98 gilt. Mit Ausnahme dieser Anforderungen innerhalb der selben Arbeitsstelle erfolgt die Betätigung der übrigen Zylinder aus praktischen Gründen im wesentlichen gleichzeitig.
Um die Arbeit zu beginnen, oder um die Arbeit wieder aufzunehmen, wenn eine Trägerblatt oder eine Deckblattrolle aufgebraucht ist, so zieht der Bedienungsmann das vordere Ende des Trägerblattes durch die Stellen A, B und C. Im weiteren zieht er das Deckblatt zur Stelle B und zieht beide Blätter durch die Stellen E und F. Dabei wird der Motor M in Gang gesetzt, um zu sehen, dass an allen Stellen die einzelnen Arbeitsschritte befriedigend erfolgen. Darauf hin legt der Bedienungsmann eine Lieferung von Pillen oder von den zu verpackenden Gegenständen in den Lieferschacht 65.
Die Maschine arbeitet nun atuomatisch, indem wenn ein Bereich des Trägerblattes 5 erhitzt ist, die Zugvorrichtung das Blatt zieht, um den erhitzten Bereich zur Stelle B zu ziehen, wo die als Vertiefungen ausgebildeten Aussparungen aufgebracht werden, und ob wiederum das mit Vertiefungen versehene Blatt zur Stelle C zu bewegen, wo die Pillen aufgefüllt werden, und um widerum das Blatt an die Stelle D vorzuziehen, wo das Versiegeln erfolgt, und um wiederum die versiegelte Packung zur Stelle E zu ziehen, wo die Abtrennung der Packungen erfolgt, und um schliesslich einen neuen Arbeitszyklus zu beginnen.
Aus den Figuren 19 und 20 ist ersichtlich, dass die grösste Abmessung des Abteils, der die Pillen trägt, kleiner ist, als die Breite der folienartigen Grund- und Deckblätter. Dadurch wird ein genügender Ausschnitt übrig gelassen, der durch die Klauen der Vorziehvorrichtung an der Stelle F erfasst werden kann, um die Blätter schrittwese für die Zwecke vorzuschieben, die vorhergehend beschrieben wurden.
Es ist wesentlich, dass an der Stelle D, wo die Versiegelung erfolgt, die mittleren Bereiche der lamellenartigen Blätter erhitzt werden, während die Ränder gekühlt werden, wie das im Zusammenhang mit den Fig.
3, 4 und 5 beschrieben wurde. Indem in dieser Hinsicht der Aufbau und die Wirkungsweise identisch mit dem Aufbau und der Wirkungsweise ist, die schon beschrieben wurden, wurde in diesem Zusammenhang auf eine Wiederholung verzichtet.
Für dieses Verfahren eignen sich viele Arten von Kunststoffblättern. Im weiteren kommen von Zeit zu Zeit andere zusätzlich auf den Markt. Diese Blätter erscheinen in verschiedenen Dicken und weisen einen verschiedenen Erweichungspunkt auf, bei dem die Aus bildung von Vertiefungen und das Zusammenkleben mit andern Blättern möglich ist. Deshalb müssen aus Handbüchern die Wärmecharakteristiken dieser Materialien herausgelesen werden, oder sie können anhand von Versuchen ermittelt werden, die dem Fachmann zugemutet werden dürfen.
Mit einem kompleten Prototyp dieser Vorrichtung wurden unter wirklichkeitsnahen Bedingungen Versuche durchgeführt, wobei handelsübliche Packungen hergestellt wurden. Im Zusammenhang mit Packungen aus VinylWBlättern wurde bei einer Temperatur von ca.
105 OC gearbeitet, während Blätter der Dicke von 0,075 bis 0,5 mm verarbeitet wurden. Für Blätter aus Fluorhalocarbonat, die von der Allied Chemical unter dem Namen ACLAR in derselben Dicke verkauft werden, wurde eine Temperatur von ungefähr 143C benötigt.
Diese Angaben erfolgen lediglich beispielsweise und es ist in diesem Zusammenhang wesentlich, dass dieses Verfahren darauf beruht, dass die mittleren Bereiche von Blättern erwärmt werden, um geformt und geklebt zu werden, wobei gleichzeitig die Randbereiche gekühlt werden, um die Zugfestigkeit der Randbereiche aufrecht zu erhalten, um Ansatzstellen zu schaffen, an denen die Blätter ohne zerstört zu werden, vorgezogen werden können. Dieses Verfahren wird durch die beschriebene Maschine automatisch durchgeführt, die im wesentlichen eine Beschickungsvorrichtung an der Stelle C und eine Vorrichtung zum Vorziehen der Blätter an der Stelle F aufweist.
Das Wort Zylinder wird verwendet, um irgendwelche Betätigungsvorrichtungen zu bezeichnen. Das Wort Kühlmittel wird verwendet, um irgendwelche Mittel zu bezeichnen, die die Randbereiche der Platte unter der Temperatur halten, bei der die thermoplastischen Blätter zu erweichen beginnen. Das Wort wischen wird im Zusammenhang mit der Bürste verwendet, welche die Pillen in die Ausnehmungen stösst, und die überzähligen Pillen auf der Oberfläche des Blattes verschiebt, während unter dem Ausdruck Vertiefung die Aussparung verstanden wird, in der die Pille aufgenommen wird.
Unter dem Begriff Deckblatt wird ein Blatt aus irgend einem Material verstanden, so beispielsweise aus Papier, Folie oder irgend einem andern Stoff, an dem das Trägerblatt klebt.
Packing machine
This invention relates to a machine for packaging articles, such as pills, in recesses formed in a sheet of thermoplastic material.
The machine is characterized by means for exposing an area of this sheet to a first temperature sufficient to soften that area to enable indentations to be formed in that area by applying pressure to that area and by a Means to keep the remaining areas of this sheet at a second temperature, which is below the said softening temperature, in order to prevent the destruction of these remaining areas as a result of the said pressure.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to drawings. This is a machine for packaging medical pills, which on the other hand can also be modified for packaging other objects.
It shows:
Fig. 1 is a side view of this machine,
FIG. 2 shows an enlarged section along the line 2-2 in FIG. 1,
3 shows an enlarged perspective. vische view of the part of the machine shown on the far left in Fig. 1,
Fig. 4 is a section along the line 4-4 in Fig. 3,
Fig. 5 is a section along the line 5-5 in Fig. 4,
6 shows a section along the line 6-6 in FIG. 2,
7 shows the region 7 drawn in FIG. 6 in an enlarged representation,
8 shows a section along the line 8-8 in FIG. 6,
9 shows a section along the line 9-9 in FIG. 6,
10 shows an enlarged section along the line 10-10 in FIG. 1,
11 shows a section along the line 11-11 in FIG.
10,
12 shows a section along the line 12-12 in FIG.
11,
13 is an enlarged, perspective view of the feeder that brings the pills into the recesses formed in a carrier sheet;
14 shows an enlarged, perspective view of the heat sealing device with which the pills are hermetically sealed in the recesses;
15 shows an enlarged, perspective view of the cutting tool which cuts the finished, so-called blister pack from the base material from which the pack is made,
FIG. 16 shows a section along the line 16-16 in FIG.
15,
FIG. 17 shows an enlarged, perspective view of the feed device which is shown on the far right in FIG.
18 shows a section along the line 18-18 in FIG.
17,
19 is a working diagram showing the individual working steps in their order,
20 shows a plan view of an embodiment of a blister pack which can be produced with this device according to the corresponding method, and
Figure 21 is a schematic diagram of the circuitry by which the machine is controlled.
Known processes for the production of blister packs consist in that a sheet of thermoplastic material is cut to the desired size and that this is fed individually to a heated stamp which forms the recesses for receiving pills, whereupon the sheet is fed individually to a loading point, at which an operator puts a certain number of pills into the recesses. At this or another location, a previously manufactured, individual cover sheet is placed on the carrier sheet and the film-like sheets are subjected to a heat process in order to glue the sheets together with the pills in between.
The reason for this obviously inefficient process lies in the fact that the carrier sheet is heated over its entire surface and afterwards cannot be subjected to any lateral tension until it has cooled down enough so that it has regained its original tensile strength. This slows down this working process. Furthermore, the process of heating the carrier sheet over its entire surface also makes it impossible to use carrier sheets of less than a minimum width or thickness, because the pressure that is exerted to form the recesses in the carrier sheet also affects the adjacent and the edge areas of the carrier sheet damaged.
The purpose of the present invention is therefore to provide a packaging method and an apparatus for carrying out this method, with which relatively light as well as relatively heavy sheets can be successfully processed.
Another purpose of this invention is to show a packaging method and a device for carrying out the method, whereby the individual work steps of forming the carrier sheet with recesses, depositing pills or other objects in these recesses, applying and gluing a cover sheet to conclude the Pills are carried out automatically and time-saving in their recesses and the cut out of the finished packs.
According to FIGS. 1 and 19, this machine 6 has mutually interacting units which are arranged independently of one another and are arranged at points A to F, at which the various process steps are carried out simultaneously and one after the other.
Generally speaking, the carrier sheet made of thermoplastic material is heated in order to enable recesses to be formed in it for receiving pills. This heating takes place at point A. The recesses in the carrier sheet are formed at point B. The pills are filled into the recesses at location D as the cover sheet is applied to the carrier sheet as it approaches position D where the cover sheet and carrier sheet are glued together. The film-like, bonded carrier and cover sheets are cut with the pills in between at the point E and the remnants of the film-like sheets are intermittently pulled forward in certain steps at the position F in order to feed the successive parts of the carrier and cover sheet to the successive work stations.
The individual facilities at points A to F are described below. In this context it only needs to be said that the individual procedural steps at points A to E are carried out automatically and simultaneously, the effect of the individual devices being described below.
At point A there is a device for pretreating the carrier sheet. According to FIGS. 1 to 6, the first method step consists in the central area of the carrier sheet S being softened. This is achieved by means of the device at point A, which has a hollow, upper and stationary plate 30 which is provided with edge compartments 32 and 33, which are supplied with cooling water or another suitable coolant through a line 34, and with a coolant overflow tank 35 is, from which the supplied water or coolant is withdrawn through a line 36.
The central area 38 of the upper plate 30 is heated by means of a lockable resistance element 39 which is fed by a line 40.
The device for pretreating the carrier sheet at point A also has a lower, vertically reciprocating plate 42, the central area of which is preferably, but not necessarily, heated by means of a controllable resistance element 44 which is fed by a line 46. The plate 42 is moved back and forth by means of suitable guide devices, which are for example a double-acting hydraulic or pneumatic cylinder 46 which actuates the lower plate in a time-dependent manner in successive work steps, as will be described below.
Suffice it to say at this point that when the lower plate is lifted into abutment with the upper plate, the heated central areas of the plates heat the middle area 47 of the carrier sheet, while the cooled wall areas of the plates cool the edge areas M of the carrier sheet hold enough to maintain the necessary tensile strength to allow the lamellar sheets to be pulled intermittently, which is effected with the pulling means shown at location F, to feed successive portions of the sheets to successive locations without a Damage or destruction of the softened areas of the sheet would take place.
The amount of heat that is supplied to the carrier sheet at point A can be determined from manuals in which the melting points for various synthetic, transparent or translucent sheet materials or for various materials are given. But for the sake of simplicity, various materials are given in the following examples.
The formation of recesses takes place at point B. According to FIGS. 1, 6 to 9 and 20, the second step, in which the formation of the recesses takes place in the softened central region 47 of the carrier sheet, is carried out by means of the device that is shown at point B. is shown. This device has an upper plate 50 which is reciprocated vertically by means of a double-acting hydraulic or pneumatic cylinder 51 and which has depending lugs 52. Furthermore, this device contains a lower plate 53 which has bores or recesses 54 and which is moved to and fro by means of a double-acting cylinder 56, which is shown in FIG.
The size, number, shape and distribution of the approaches varies with the size, number, shape and distribution of the recesses or pockets 55 (see FIG. 9) that are to be formed in the carrier sheet.
In this context, however, it suffices to point out that when the upper and lower plates are brought together, the lugs 52 and the recesses 54 cooperate to form the recesses 55 in the carrier sheet.
Practical experience teaches that if the recesses 55 are formed by mere engagement of the upper and lower cuts, the transition region of the recess into the carrier sheet has an undesirably large radius. It has also been shown that, in the interests of a better closure and a more advantageous appearance, it is desirable that the transition areas of the upper edges of the recesses 55 are perpendicular to the plane of the carrier sheet, so that a vertical section through any part of a recess 55 can be seen that the vertical wall of the recess merges into the plane of the carrier sheet at a sharp angle.
According to this device, this difficulty is overcome in that the extensions 52 are exposed to a suction effect (FIG. 6). This is accomplished by means of a conduit 59 which leads from openings 58 provided in the depending lugs 52 to a vacuum source which is not shown. Thanks to this arrangement, the walls of the recesses 55 merge into the carrier sheet at a sharp, right angle. It appears that this suction at the openings 58 holds the softened areas of the carrier sheet surrounding the lugs 52 taut against the flat underside of the plate 30 so that only the recessed material 55 that is flush with the lugs is stretched .
The pills are filled into the recesses at point C. According to FIGS. 1, 10 to 13, 19 and 20, the device for depositing the pills 60 in the recesses 55 has a stationary plate 61 via which the recess 55 provided Carrier sheet is pulled intermittently between guides 63 by means of a pulling device provided at point F.
The plate 61 is held by suitable webs 62, and above the left end of the point C, where the pills are filled, a filling chute 65 is provided, which is provided for distributing the pill supply to the underlying and recessed carrier sheet.
In order to ensure that all the recesses in the carrier sheet are filled and that no excess pills are carried further to location D where the pills are sealed, a wiper device is provided which pushes pills into the recesses and removes such pills from the surface of the carrier sheet removed that are not in recesses. This apparatus comprises a carriage 64 from which one or more brushes 66 hang, one near the entrance and one near the exit of the station C.
It can be seen that the lower edge of the brush, which is arranged near the exit of point C, is closer to the carrier sheet than the lower edge of the other brushes, see FIG. 11. The carriage 64 is operated by means of one or more double-acting cylinders 67 vertically moved back and forth. Furthermore, it is moved back and forth in the horizontal direction by means of a double-acting cylinder 68, the piston 69 of this cylinder being connected to the carriage frame, see Fig.
13. Due to this arrangement, the carriage is first stepped up to raise the brushes, then moved horizontally to the right as shown in Figures 11 and 12, and then moved downward to bring the brushes in close proximity or in contact with the carrier sheet and finally moved horizontally to the left so that the brushes wipe the pills into empty recesses, if available, and so that all pills that are not inserted in recesses 55 are removed from the surface of the area of the sheet that leaves position C, can be wiped. These pills now come back to the stock of pills that fall from the feed shaft onto the incoming areas of the carrier sheet.
The pills are sealed at point D according to FIGS. 1 and 14. As the carrier tape moves away from point C, it hits a cover sheet 70 which is unwound from a roll 71 and lies over the carrier sheet. The cover sheet 70 can be made of foil, paper, or other material that can be adhered to the carrier sheet by the application of heat and pressure. The device for fusing the carrier sheet with the cover sheet has an upper stationary plate 72 which can be heated controllably by means of resistance elements. These resistance elements are those which have been described in connection with point A for heating the plates and which are shown in FIG.
The last-mentioned device also has a lower plate 73 which is provided with recesses 74 for receiving the recesses 55 which contain a pill and are formed in the carrier sheet S.
The lower plate 73 can be moved vertically back and forth into and out of the stop with the upper plate 72 by means of a double-acting cylinder 76, in order to glue the cover sheet to the carrier sheet S.
The finished packs are divided up at point E according to FIGS. 15, 16 and 20. Section 80, which is shown in FIG. 20 and contains pills, is cut out at point E by means of a cutting tool. This cutting tool has an upper, stationary die 81 and a lower, movable die 82 which has a recess which corresponds to the size and shape of the section to be cut and which can be moved vertically back and forth by means of a cylinder. The sections that are cut out at point E fall into a chute 88 which delivers them to a conveyor or to a container, which is not shown.
According to the illustrated embodiment, the pattern of the recesses 55, in which pills are arranged, is rectangular, as can be seen from FIGS. 8, 9 and 20. It goes without saying that the pill-receiving recesses can be arranged according to any desired grid.
The cover sheet 70 can consist of thermoplastic material or of paper or cardboard, whereby the name of the product, dosage instructions and the name of the manufacturer etc. can be printed.
The feed device according to FIGS. 17 and 18 is located at the point F. The carrier sheet S, from which the film-like cover sheet 70 is arranged, is drawn from left to right, as shown in FIG. This advance is carried out by a feed device which engages in the lateral edge areas of the sheet, in other words, this device engages in these areas of the film-like sheets which remain after the areas containing the pills have been cut out. This device contains a stationary gripper 90 and a horizontally movable gripper 92.
The stationary gripper 90 has a number of spaced apart pairs of clips, each of which has a stationary upper jaw 93 and a movable lower jaw 94. The last-mentioned claw is vertically movable into an upper, clamping and a lower, releasing position. This movement takes place by means of a cylinder 95. When the claw 94 is closed with respect to the claw 93, the carrier sheet S is held against the movement. The movable gripper 92 also has upper, stationary claws 97 and lower, movable claws 99, the latter being movable upwardly into engagement with the claws 97 and downwardly out of engagement with these claws. This movement takes place by means of the cylinder 100. The movable gripper 92 can also be moved horizontally to and fro by means of the piston 96 of the cylinder 98.
The movable gripper 92 is arranged on guide rails 102 so that it can be moved towards and away from the stationary gripper 90. The clamping claws of the movable gripper are out of alignment with the claws of the stationary gripper, so that when the movable gripper is moved to its extreme, left-hand position, as shown in FIGS. 1 and 17, the claws of the movable gripper between the claws of the fixed gripper come to rest. The movement of the stationary and the movable gripper are composed as follows: The movable gripper 92 is moved to the left by means of the piston 96 with open claws according to FIG. 17, so that its claws come to rest between the claws of the stationary gripper 90.
A cylinder 92 at this point opens the claws of the holding gripper 90 to release the lamellar supporting sheet and the cover sheet, substantially simultaneously closing the claws of the movable gripper 92 to grasp these sheets.
As soon as the claws of the movable gripper have closed on the sheets, the piston 96 pulls the movable gripper 92 to the right according to FIG. 17 in order to pull the lamellar sheets forward over a distance which is sufficient to move the pretreated area of the carrier sheet from position A. to move to position B where the recesses are formed, or to move the recessed area of the sheet from position B to position C where the pills are filled, or to move the areas of the carrier sheet which are filled with pills are filled, as well as pulling the overlying cover sheet to point D, where the welding takes place, or to move the filled and sealed areas of the lamellar sheets from point D to point E, at which the welded packs are separated.
In that the various cylinders referred to can be pneumatically or hydraulically actuated, and in that these can be replaced by solenoids, motors or other conventional actuation means and in that the structure and mode of operation of these cylinders are known in principle, they have not been shown still described.
Likewise, the cylinders and / or other actuating means can be controlled by any known cam and circuit. sanorders are operated, which can be put together by the expert with ease. But for the sake of simplicity, such an arrangement is shown schematically in FIG.
The device shown comprises a motor which drives a camshaft 104 which carries a number of cams, not shown, and which are intended to close normally open switches to energize the various cylinders in a time-dependent manner.
For the packaging machine shown, a valve V46 for actuating the cylinder 46, a valve V51 for actuating the cylinder 51, a valve V56 for actuating the cylinder 56, a valve V67 for actuating the cylinder 67, a valve V68 for actuating the cylinder 68, a valve V76 for actuating the cylinder 76, a valve V86 for actuating the cylinder 86, a valve V95 for actuating the cylinder 95, a valve V86 for actuating the cylinder 86, a valve V95 for actuating the cylinder 95, a valve Val 00 for actuating the cylinder 100 and a valve V98 for actuating the cylinder 98 is provided.
The valves in turn are operated by closing the corresponding switches 110 to 119, which are controlled by the cams on the camshaft 104 by means of the motor M.
It goes without saying that the movement of the cylinders 67 and 68 must take place as a function of time and with respect to the valves which control the working movements at the points, and the same applies to the cylinders 95, 100 and 98. With the exception of these requirements within the same job, the other cylinders are actuated essentially simultaneously for practical reasons.
To start work, or to resume work when a carrier sheet or a cover sheet roll is used up, the operator pulls the front end of the carrier sheet through positions A, B and C. He then pulls the cover sheet to position B and pulls both sheets through the points E and F. The motor M is set in motion to see that the individual work steps are carried out satisfactorily at all points. The operator then places a delivery of pills or of the objects to be packaged into the delivery shaft 65.
The machine now works automatically in that when an area of the carrier sheet 5 is heated, the pulling device pulls the sheet in order to pull the heated area to position B, where the recesses formed as depressions are made, and whether the sheet provided with depressions is again for To move point C, where the pills are refilled, and in turn to pull the sheet over to point D, where the sealing takes place, and in turn to pull the sealed package to point E, where the packaging is separated, and finally to one start a new work cycle.
It can be seen from FIGS. 19 and 20 that the largest dimension of the compartment which carries the pills is smaller than the width of the film-like base and cover sheets. This leaves a sufficient section that can be grasped by the puller pawls at point F to incrementally advance the sheets for the purposes previously described.
It is essential that at the point D where the seal is made, the central areas of the lamellar sheets are heated while the edges are cooled, such as that in connection with Figs.
3, 4 and 5. Since in this respect the structure and the mode of action are identical to the structure and the mode of action which have already been described, a repetition was dispensed with in this context.
Many types of plastic sheets are suitable for this procedure. From time to time, others also come onto the market. These sheets appear in different thicknesses and have a different softening point at which the formation of depressions and sticking together with other sheets is possible. For this reason, the thermal characteristics of these materials must be read out from manuals, or they can be determined on the basis of experiments that can be expected of a person skilled in the art.
Experiments were carried out with a complete prototype of this device under realistic conditions, with commercially available packs being produced. In connection with packs made of vinyl sheets, a temperature of approx.
105 OC while sheets of thickness from 0.075 to 0.5 mm were processed. Fluorocarbonate sheets, sold by Allied Chemical under the name ACLAR in the same thickness, required a temperature of approximately 143C.
This information is given by way of example only and it is essential in this context that this method is based on the central areas of sheets being heated in order to be shaped and glued, the edge areas being cooled at the same time in order to maintain the tensile strength of the edge areas in order to create attachment points where the leaves can be pulled forward without being destroyed. This method is carried out automatically by the machine described, which essentially has a loading device at point C and a device for pulling the sheets forward at point F.
The word cylinder is used to denote any actuating device. The word coolant is used to refer to any means that will keep the edge portions of the panel below the temperature at which the thermoplastic sheets begin to soften. The word wipe is used in connection with the brush, which pushes the pills into the recesses and displaces the surplus pills on the surface of the sheet, while the expression indentation means the recess in which the pill is received.
The term cover sheet is understood to mean a sheet made of any material, such as paper, film or any other material, to which the carrier sheet sticks.